专题09-电化学

2013高考化学二轮专题复习课件专题九电化学【考点要求】考点1：原电池1．原电池原理2．原电池正负极判断3．原电池的设计4．电极反应式的书写考点2：化学电源1．一次电池2．二次电池3．燃料电池考点3：电解池1．电解原理2．电解产物的判断3．常见的电解类型4．电解原理的运用5．电化学的计算考点4：金属的电化学腐蚀与防护1．金属的电化学腐蚀2．金属的防护3．金属腐蚀速率的比较考点1：原电池1．原电池原理（1）原电池：（2）原电池的工作原理（3）原电池的构成条件2．原电池正负极判断（1）根据组成原电池的两极材料判断（2）根据原电池两极发生的变化来判断（3）根据电极产生的现象（4）根据电流方向或电子流动方向判断（5）根据电解质溶液内离子移动方向考点1：原电池3．原电池的设计4．电极反应式的书写（1）负极：M－ne-＝Mn+（2）正极：电解质溶液中阳离子能否与负极金属反应，能则是阳离子得电子，不能则是氧气得电子如：Cu－C，稀硫酸Fe－C，氯化钠溶液注意：Zn－Al，浓硝酸原电池和Mg－Al，NaOH溶液原电池的正负极考点2：化学电源1．一次电池（1）碱性锌锰电池①负极：Zn，正极：MnO2，电解质KOH②电极反应式：总反应：Zn＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH＋Zn(OH)2负极：Zn＋2OH-－2e-＝Zn(OH)2正极：2MnO2＋2H2O＋2e-＝2MnOOH＋2OH-（2）锌银纽扣电池①负极：Zn，正极：Ag2O，电解质KOH②总反应：Zn＋Ag2O＝ZnO＋2Ag负极：Zn＋2OH-－2e-＝ZnO＋H2O正极：Ag2O＋H2O＋2e-＝2Ag＋2OH-考点2：化学电源2．二次电池铅蓄电池（1）负极：Pb，正极：PbO2，电解质H2SO4(aq)（2）电极反应式①放电——原电池负极：Pb＋SO42-－2e-＝PbSO4正极：PbO2＋SO42-＋4H+＋2e-＝PbSO4＋2H2O总反应：Pb＋PbO2＋2SO42-＋4H+2PbSO4＋2H2O②充电——电解池阴极：PbSO4＋2e-＝Pb＋SO42-阳极：PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋SO42-＋4H+放电充电考点2：化学电源3．燃料电池（1）氢氧燃料电池①酸性电解质负极：2H2－4e-＝4H+正极：O2＋4H+＋4e-＝2H2O总反应：2H2＋O2＝2H2O②碱性电解质负极：2H2＋4OH-－4e-＝4H2O正极：O2＋2H2O＋4e-＝4OH-总反应：2H2＋O2＝2H2O考点2：化学电源3．燃料电池（2）甲烷燃料电池负极：CH4＋10OH-－8e-＝CO32-＋7H2O正极：2O2＋4H2O＋8e-＝8OH-总反应：CH4＋2O2＋2OH-＝CO32-＋3H2O（3）甲醇燃料电池负极：2CH3OH＋16OH-－12e-＝2CO32-＋12H2O正极：3O2＋6H2O＋12e-＝12OH-总反应：2CH3OH＋3O2＋4OH-＝2CO32-＋6H2O考点3：电解池1．电解原理（1）电解池（槽）：（2）电解池的工作原理（3）构成条件：（4）电极的判断阳极阴极氧化反应还原反应阴离子移向阳离子移向电源正极电源负极考点3：电解池2．电解产物的判断（1）阳极产物——与电极活性有关①活泼电极（Ag以前），则是金属失电子②惰性电极（Pt、C等），则是阴离子失电子：放电顺序（还原性）：S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根F-（2）阴极产物阳离子放电顺序（氧化性）：Ag+Hg2+Fe3+Cu2+H+Pb2+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+Ca2+K+考点3：电解池3．常见的电解类型（1）电解水型：（2）电解电解质型：（3）放H2生碱型：（4）放O2生酸型：NaOH、H2SO4、Na2SO4等HCl、CuCl2等NaCl等CuSO4、AgNO3等考点3：电解池4．电解原理的运用（1）电解饱和食盐水（氯碱工业）电极反应式、电极产物的检验（2）电镀和电解精炼铜考点3：电解池4．电解原理的运用（3）电冶金2322AlO()4Al3O电解冰晶石熔融5．电化学的计算①根据电子守恒法计算：②根据总反应式计算：③根据关系式计算：4e-～O2～2Cl2～2H2～2Cu2+～4Ag+～4H+～4OH-～2H2O考点4：金属的电化学腐蚀与防护（1）化学腐蚀和电化学腐蚀的比较（2）钢铁的电化学腐蚀①析氢腐蚀——酸性负极：Fe－2e-＝Fe2+正极：2H+＋2e-＝H2↑总反应：Fe＋2H+＝Fe2+＋H2↑②吸氧腐蚀——弱酸性或碱性（主）负极：Fe－2e-＝Fe2+正极：O2＋2H2O＋4e-＝4OH-总反应：Fe＋O2＋2H2O＝Fe(OH)24Fe(OH)2＋O2＋2H2O＝4Fe(OH)3Fe(OH)3→Fe2O3·xH2O（铁锈）1．金属的电化学腐蚀考点4：金属的电化学腐蚀与防护2．金属的防护（1）直接隔离（2）电化学防护①原电池保护法②电解池保护法（3）改变本质3．金属腐蚀速率的比较（1）电解腐蚀原电池腐蚀化学腐蚀原电池防护电解防护（2）同一种金属：强电解质弱电解质非电解质（3）两金属活性差别越大，腐蚀越快【例1】（09广东理科基础34）下列有关电池的说法不正确的是（）A．手机上用的锂离子电池属于二次电池B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D．锌锰干电池中，锌电极是负极【例2】下列叙述中正确的是（）A．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。B．由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。C．马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。D．铜锌原电池工作时，若有13克锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过。【例3】（2007海南·14）依据氧化还原反应：2Ag+(aq)＋Cu(s)＝Cu2+(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。请回答下列问题：（1）电极X的材料是；电解质溶液Y是；（2）银电极为电池的极，发生的电极反应为；X电极上发生的电极反应为；（3）外电路中的电子是从电极流向电极。【例4】（07年山东理综·29）铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应负极反应。【例5】（07年宁夏理综·26）（1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池，两电极间连接一个电流计。锌片上发生的电极反应：；银片上发生的电极反应：。（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后称重，总质量为47g，试计算：①产生氢气的体积(标准状况)；②通过导线的电量。（已知NA＝6.02×1023/mol，电子电荷为1.60×10－19C）【例6】（09年广东化学·14）可用于电动汽车的铝－空气燃料电池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液，铝合金为负极，空气电极为正极。下列说法正确的是（）A．以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时，正极反应都为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－B．以NaOH溶液为电解液时，负极反应为：Al＋3OH－－3e＝Al(OH)3↓C．以NaOH溶液为电解液时，电池在工作过程中电解液的pH保持不变D．电池工作时，电子通过外电路从正极流向负极【例7】（08年海南化学·7）关于铅蓄电池的说法正确的是（）A．在放电时，正极发生的反应是Pb(s)＋SO42-(aq)＝PbSO4(s)＋2e-B．在放电时，该电池的负极材料是铅板C．在充电时，电池中硫酸的浓度不断变小D．在充电时，阳极发生的反应是PbSO4(s)＋2e-＝Pb(s)＋SO42-(aq)【例8】（08年江苏化学·5）镍镉(Ni－Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液，其充、放电按下式进行：Cd+2NiOOH+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。有关该电池的说法正确的是（）A．充电时阳极反应：Ni(OH)2－e-+OH-＝NiOOH+H2OB．充电过程是化学能转化为电能的过程C．放电时负极附近溶液的碱性不变D．放电时电解质溶液中的OH-向正极移动放电充电【例9】（09年江苏化学·12）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池结构示意图如图所示。关于该电池的叙述正确的是（）A．该电池能够在高温下工作B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O－24e-→6CO2↑＋24H＋C．放电过程中，H+从正极区向负极区迁移D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO2气体22.4/6L【例10】如图所示，a、b、c、d均为石墨电极，通电进行电解。下列说法正确的是（）A．乙烧杯中d的电极反应为2Cl－2e-＝Cl2↑B．a、c两极产生气体的物质的量相等C．甲、乙两烧杯中溶液的pH均保持不变电解D．乙烧杯中发生的反应为2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑+Cl2↑AabcdCuSO4溶液甲饱和NaCl溶液乙电解【例11】用惰性电极电解硫酸铜溶液，当加入0.1molCu(OH)2使溶液恢复原来的浓度和pH时，电极上转移电子的物质的量是（）A．0.1molB．0.2molC．0.3molD．0.4mol【例12】（08全国Ⅰ卷）电解100mL含c(H+)＝0.30mol/L的下列溶液，当电路中通过0.04mol电子时，理论上析出金属质量最大的是（）A．0.10mol/LAg+B．0.02mol/LZn2+C．0.20mol/LCu2+D．0.20mol/LPb2+【例13】有电解装置如图。图中B装置中盛有1L2mol/LNa2SO4溶液，A装置中盛有1L2mol/LAgNO3溶液。通电后，Pt片上有气体生成。通电一段时间后，试回答：电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池，装有电解液a；X、Y是两块电极板，通过导线与直流电源相连。请回答以下问题：（1）电源x极为极。（2）B池中阳极电极反应式是：。（3）标况时，如果在A中共收集到0.56L气体，则A池中的pH值为。【例13】（09年广东卷）出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有Cu2(OH)3Cl覆盖在其表面。下列说法正确的是（）A.锡青铜的熔点比纯铜高B．在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C．锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快D．生成Cu2(OH)3Cl覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程【例14】（09年山东卷）Zn－MnO2干电池应用广泛，其电解质溶液是ZnCl2－NH4Cl混合溶液。（1）该电池的负极材料是。电池工作时，电子流向（填“正极”或“负极”）。（2）若ZnCl2-NH4Cl混合溶液中含有杂质Cu2+，会加速某电极的腐蚀，其主要原因是。欲除去Cu2+，最好选用下列试剂中的（填代号）。a.NaOHb.Znc.Fed.NH3·H2O（3）MnO2的生产方法之一是以石墨为电极，电解酸化的MnSO4溶液。阴极的电极反应式是。若电解电路中通过2mol电子，MnO2的理论产量为。【例15】（09年天津理综·10）氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是，在导线中电子流动方向为（用a、b表示）。（2）负极反应式为。（3）电极表面镀铂粉的原因为。（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：Ⅰ．2Li+H2＝2LIHⅡ．LiH＋H2O＝LiOH＋H2↑①反应Ⅰ中的还原剂是，反应Ⅱ中的氧化剂是。②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为。③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为mo